Global warming impact on transitional coastal environments: a methodology for knowledge-based management and decision making

Abstract

Esta Tesis combina un conjunto de técnicas muy innovadoras disponibles por separado en el campo de la ingeniería costera, al tiempo que hereda el avance de los conocimientos gracias a la labor del Grupo de Dinámica de Fluidos Ambientales para abordar uno de los principales retos que los gestores y administradores de la costa tendrán que afrontar a lo largo de los próximos decenios, especialmente en los entornos costeros en transición. Dicho reto consiste en anticipar si las actuales defensas costeras frente a la inundación serán suficientes contra el calentamiento global. Además, si no lo son, esta Tesis aborda la cuestión de dónde y cuándo fallarán las defensas contra las inundaciones y en qué medida desde un enfoque global, local, multivariado y probabilístico. La metodología presentada en esta Tesis está estructurada en tres bloques principales: la definición del problema, la caracterización y transferencia de los agentes naturales forzadores desde los contornos o fronteras al sistema de transición, y el análisis crítico de los resultados. En el primer bloque (definición del problema) se define el marco conceptual del problema, junto con las principales hipótesis consideradas. En este bloque se define también el área de estudio que se utiliza en esta Tesis a modo de ejemplo de aplicación. Tras el desarrollo teórico, se muestran una serie de ejemplos progresivos de aplicación en cada uno de los pasos de la metodología presentada. En esta Tesis se ha seleccionado el estuario del Guadalete (Cádiz, Suroeste de España) como ejemplo representativo de los sistemas de transición costeros del sur de Europa, considerados entre las áreas más complejas para la gestión debido a las interacciones entre agentes naturales con diferentes escalas y períodos, las intervenciones humanas, y la participación de muchos actores involucrados con diferentes intereses socioeconómicos.

This Thesis combines a set of very innovative techniques available separately in the field of Coastal Engineering while inheriting the advance in knowledge through the work of the Environmental Fluid Dynamics Group to address one of the main challenges that coastal managers and stakeholders will have to face along the next decades, especially in transitional coastal environments. This challenge consists of anticipating whether current flood defenses will be sufficient against global warming. Moreover, if they are not, this Thesis addresses the question of where and when flood defense will fail and by how much from a global, local, multivariate, and probabilistic approach. The presented methodology in this Thesis is structured in three main blocks: the definition of the problem, the characterization and transfer of the natural forcing agents from the boundary to the transitional system, and the critical analysis of the results. In the first block (definition of the problem), the conceptual framework of the problem, together with the main hypothesis considered are defined. This block also defines the case study area used in this Thesis. After the theoretical development, continuos and progressive examples of application in each step of the presented methodology are shown. In this Thesis, the Guadalete estuary (Cádiz, SouthWestern Spain) is selected as a representative example of transitional areas of southern Europe, considered among the most complex areas for management due to the interactions between natural agents with different scales and periods, human interventions, and many stakeholders involved with different socioeconomic interests.